IP復用在SoC設計中的作用

在過(guò)去的幾年里，Ron Collett收集了多達35個(gè)半導體制造商的1200多個(gè)芯片設計項目的調查數據。他的研究結果中包括15000個(gè)IP模塊的復用策略。在格勒諾布爾召開(kāi)的IP 07會(huì )議上，Collett在這一研究的基礎上發(fā)表了一些可靠的結論。令人欣慰的消息是IP復用已經(jīng)真正地利用起來(lái)了，并且也帶來(lái)了巨大可觀(guān)的利益。
　　
沒(méi)有人會(huì )比Collet更加了解如何去管理大的芯片設計項目。作為Numetrics Management Systems的主席和首席執行官的Collett花費了幾年的時(shí)間在Dataquest關(guān)注有關(guān)EDA，ASIC和FPGA方面的調查。1992年，Cellett創(chuàng )建了Collett國際調查咨詢(xún)公司，致力于為那些半導體和EDA公司開(kāi)發(fā)（IP模塊復用）策略。
　　
根據Collett的調查，過(guò)去的十年間一些公司的IP復用率已經(jīng)翻倍。下面是復用率增長(cháng)后產(chǎn)生的一些有記錄的確切的結果：

* 項目的資源投入線(xiàn)性遞減 （以人周為度量）

* 項目的周期線(xiàn)性遞減（表現在入市速度加快）

* 功能設計所需硅片設計數量線(xiàn)性遞減

* 計劃延期的線(xiàn)性遞減（以占有全部計劃時(shí)間的百分比為度量）
　　
IC復雜度在以指數量級增長(cháng)，IP復用的益處也在增加。然而，這些益處的實(shí)現并不是免費的。從2000年起設計團隊的規模在成倍增加，而仍有85%的芯片設計項目仍然偏離了他們的計劃。一個(gè)持久的問(wèn)題是，并不是所有的模塊都具有相同的可復用性。我詢(xún)問(wèn)了Collett復用率最高的IP塊類(lèi)型是什么，“內存”，他脫口而出。
　　
象內存這樣的IP模塊，從本質(zhì)上講是100%可復用的。通過(guò)使用這樣的模塊，可以獲得巨大的設計生產(chǎn)率。而其它類(lèi)型的模塊由于各種各樣的原因不能被完全復用。也許是因為功能并不嚴格的適合一個(gè)新的設計，并且模塊必須做出相應的調整。也許是因為模塊缺乏足夠的文檔說(shuō)明，在模塊被復用之前，功能規范必須要通過(guò)逆向工程而重新獲得。
　　
在我和Collett的討論過(guò)程中，我斷定大多數的微處理器IP同樣也屬于高復用率的類(lèi)型?？闪钊梭@奇的是，Collett對我的斷言提出質(zhì)疑。我認為由于微處理器核是現有文檔化最好的IP核之一，因而對它的復用比較容易。它們通常有龐大的用戶(hù)，硬件設計人員和編程手冊，隨著(zhù)微處理器核的硬件模塊，它還有范例程序，應用手冊，軟件工具（編譯器，匯編程序，鏈接器，調試器，指令集模擬器），綜合腳本以及仿真模型。另外，一個(gè)微處理器的功能可以在不改動(dòng)硬件IP的情況下而通過(guò)改變固件的方式來(lái)改變。
　　
考慮了一會(huì )這些觀(guān)點(diǎn)后，Collett同意了。Collett的理論是，除非IP塊完全或者幾乎完全被復用，否則，不會(huì )產(chǎn)生復用利益，而且，利益曲線(xiàn)是高度非線(xiàn)性的。那么為什么Collett會(huì )在這個(gè)特殊的IP復用演說(shuō)臺上？Numetrics通過(guò)提供咨詢(xún)和軟件幫助那些公司進(jìn)行芯片設計項目的風(fēng)險管理，監管項目進(jìn)度，這會(huì )讓項目管理者可以利用到來(lái)自項目歷史數據庫的行業(yè)基準，看到他們預計的項目周期，生產(chǎn)率和人員估計是否與行業(yè)基準一致或者是周期被不合理的浪費了。
　　
例如，如果項目周期要求設計團隊的產(chǎn)出率是行業(yè)標準的三倍，那這就過(guò)于樂(lè )觀(guān)了。當然，如果這個(gè)團隊是由久經(jīng)考驗的火箭科學(xué)家組成的話(huà)，這個(gè)時(shí)間表也許是現實(shí)的。即使這個(gè)設計團隊并不個(gè)個(gè)都是超級明星，但是有一個(gè)IP復用最大化的計劃仍然有可能使得時(shí)間表的實(shí)現成為現實(shí)。Numetrics也會(huì )在這些方向提供咨詢(xún)服務(wù)。